一種通過填加雙組份填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于熱塑性塑料技術領域，具體涉及一種通過填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法。
【背景技術】
[0002]聚醚酰亞胺作為一類熱塑性聚酰亞胺，具有突出的耐熱性、力學性能、電絕緣性、化學穩定性和優異的加工性，在航空航天、汽車以及機械領域受到廣泛關注。但是聚醚酰亞胺自身的摩擦因數很高，且耐磨性很差，因此無法直接用來制作成摩擦制件使用，這些大大限制了聚醚酰亞胺的應用，通常需要對其添加潤滑劑進行改性。
[0003]近年來，為了提高聚醚酰亞胺的耐摩擦磨損性能，二硫化鉬、三氧化二鋁、石墨、聚四氟乙烯等固體潤滑劑被廣泛使用，并多采用雙螺桿共混方式擠出成型。王黎欽等在《潤滑與密封》2007年第10期“石墨填充聚醚酰亞胺摩擦學性能分析”中提出，石墨的添加使聚醚酰亞胺的摩擦系數下降，但僅僅低至0.3。程先華等在申請號為200510027062.2的中國專利中公開了一種納米Al2O3/聚酰亞胺摩擦復合材料滑動軸承的制備方法，但是方法復雜，不利于大量生產。
[0004]姜楠等在《塑料》2003年第一期“三螺桿擠出機及其特性”中提出，三螺桿擠出機是擠出機械領域的又一新創意，具有出色的分布混合能力。相比于雙螺桿擠出機，它在提高產量、改善產品質量和增加技術經濟效益方面具有較明顯的競爭優勢。三螺桿擠出機已在功能塑料、高亮度涂料的制備和食品加工領域得到很好的應用，但是在減磨改性方面的研究很少。
[0005]隨著現代科技的迅速發展，在以往的研究中，單一組分的固體潤滑劑對摩擦性能的改進已不能滿足人們對材料越來越高的要求，多種潤滑填料改性聚醚酰亞胺摩擦性能方面還是空白。同時，區別于以往的雙螺桿加工方式，三螺桿的應用將進一步提高聚醚酰亞胺共混物的性能。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對聚醚酰亞胺摩擦性能差限制其廣泛應用的問題，提供一種雙組分潤滑填料的配方，并且采用三螺桿加工方式，摩擦材料制備方法簡單，可以大量生產。
[0007]本發明采用的技術方案是:將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質量百分比為5?25%，石墨所占的質量百分比為5?25%，利用高速攪拌機混合直至均勻分布，干燥后通過三螺桿擠出機共混，得到摩擦系數范圍為0.18?0.31的聚醚酰亞胺共混物。
[0008]雙組分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亞胺基體在混合前分別于110?150°C下干燥3?10小時。
[0009]所述三螺桿擠出機長徑比為35，加工溫度為330?380°C，螺桿轉速為50?80r/mino
[0010]本發明的有益效果是:聚四氟乙烯和石墨均具有良好的潤滑作用，通過調整兩種填料的含量，優化比例，采用三螺桿的加工方式，當聚四氟乙烯所占的質量百分比為15%，石墨所占的質量百分比為10 %時，聚醚酰亞胺共混物的摩擦系數由單獨填加石墨時的0.30減小到0.18，下降明顯，取得了現有技術中沒有記載且令人意想不到的技術效果。
【具體實施方式】
[0011]實施例1:分別稱取30g聚四氟乙烯，30g石墨，540g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為335°C，螺桿轉速為50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.23。
[0012]實施例2:分別稱取30g聚四氟乙烯，60g石墨，510g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為330°C，螺桿轉速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.30。
[0013]實施例3:分別稱取60g聚四氟乙烯，30g石墨，510g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為340°C，螺桿轉速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.23。
[0014]實施例4:分別稱取30g聚四氟乙烯，90g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為345°C，螺桿轉速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.25。
[0015]實施例5:分別稱取60g聚四氟乙烯，60g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為350°C，螺桿轉速為70r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.24。
[0016]實施例6:分別稱取90g聚四氟乙烯，30g石墨，480g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.28。
[0017]實施例7:分別稱取30g聚四氟乙烯，120g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為340°C，螺桿轉速為50r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.30。
[0018]實施例8:分別稱取60g聚四氟乙烯，90g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為360°C，螺桿轉速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.26。
[0019]實施例9:分別稱取90g聚四氟乙烯，60g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，120°C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勾。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.18。
[0020]實施例10:分別稱取120g聚四氟乙烯，30g石墨，450g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為375°C，螺桿轉速為75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.22。
[0021 ] 實施例11:分別稱取30g聚四氟乙烯，150g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為345°C，螺桿轉速為55r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.31。
[0022]實施例12:分別稱取60g聚四氟乙烯，120g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為350°C，螺桿轉速為65r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.29。
[0023]實施例13:分別稱取90g聚四氟乙烯，90g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為370°C，螺桿轉速為80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.26。
[0024]實施例14:分別稱取120g聚四氟乙烯，60g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為380°C，螺桿轉速為75r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.25。
[0025]實施例15:分別稱取150g聚四氟乙烯，30g石墨，420g聚醚酰亞胺，置于烘箱中，1200C下干燥5小時。將干燥好的三種樣品放入高速攪拌機，混合2小時直至均勻。混合好的600g共混物于三螺桿擠出機中共混，長徑比為35，溫度為380°C，螺桿轉速為80r/min，得到的共混物按照ASTMG99-04標準測試，這種摩擦材料的摩擦系數為0.30。
【主權項】
1.一種通過填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法，其特征在于:是將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質量百分比為5?25%，石墨所占的質量百分比為5?25%，利用高速攪拌機混合直至均勻分布，干燥后通過三螺桿擠出機共混，得到摩擦系數范圍為0.18?0.31的聚醚酰亞胺共混物。2.如權利要求1所述的一種通過填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法，其特征在于:雙組分填料聚四氟乙烯和石墨，以及聚醚酰亞胺基體在混合前分別于110?150°C下干燥3?10小時。3.如權利要求1所述的一種通過填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法，其特征在于:所述三螺桿擠出機長徑比為35，加工溫度為330?380°C，螺桿轉速為50?80r/min0
【專利摘要】一種通過填加雙組分填料降低聚醚酰亞胺摩擦系數的方法，屬于熱塑性塑料技術領域。是將雙組分填料聚四氟乙烯和石墨填加到聚醚酰亞胺基體中，在三者的混合物中，聚四氟乙烯所占的質量百分比為5～25％，石墨所占的質量百分比為5～25％，利用高速攪拌機混合直至均勻分布，干燥后通過三螺桿擠出機共混，得到摩擦系數范圍為0.18～0.31的聚醚酰亞胺共混物。本發明的有益效果是：聚四氟乙烯和石墨均具有良好的潤滑作用，通過調整兩種填料的含量，優化比例，采用三螺桿的加工方式，當聚四氟乙烯所占的質量百分比為15％，石墨所占的質量百分比為10％時，聚醚酰亞胺共混物的摩擦系數由單獨填加石墨時的0.30減小到0.18，下降明顯，取得了現有技術中沒有記載且令人意想不到的技術效果。
【IPC分類】C08K3/04, C08L79/08, C08L27/18
【公開號】CN105566905
【申請號】CN201610058638
【發明人】黨國棟, 蘇陽, 陳春海, 周宏偉, 趙曉剛, 王大明
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月28日